《海水的综合利用》学案1
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课题2 海水的综合利用
● 了解海水的综合利用,认识化学科学发展对自然资源利用的作用。
● 了解氯碱工业及其发展。
● 知道如何从海水中提取食盐、镁、溴、重水等。
〔知识梳理〕
1.海水中含有大量的盐类。由海水制食盐的方法主要是 法,分离食盐后得到的母液叫 ,可以从中制得一系列的副产品,如氯化钾、 等。
2.氯碱工业中,通过电解饱和食盐水制得H2、Cl2、NaOH。电解时,阳极得到 ,电极反应式为 ;阴极得到 ,电极反应式为 ;
总电解反应方程式为 。
3.工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,常加入熟石灰和纯碱精制。精制过程发生反应的离子方程式为 。
4.海水中含有大量的溴,可以采用 法从海水中提取溴。首先用氯气氧化海水中的溴,
离子方程式为 ;然后用空气或水蒸气吹出溴,用二氧化硫将吹出的Br2还原,反应的化学方程式为 ;再用氯气将其氧化就可得到溴产品。
5.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水的几项综合利用。请回答下列问题:
⑴粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,精制时所用的试剂为:盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液,加入试剂的顺序是 、 、 、 。
⑵写出电解饱和食盐水的总反应式 。
⑶用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的有关化学反应方程式是 、
。
⑷在海水中加入石灰乳可以制得Mg(OH)2,写出制取Mg(OH)2的化学方程式
。将Mg(OH)2过滤出gCl2溶液,反应的离子方程式为 ,将溶液浓缩得到MgCl2晶体。将MgCl2晶体通过一系列处理,得到无水MgCl2。
⑸电解熔融的MgCl2可制得金属镁和氯气,电解的反应方程式为 。
利用副产品氯气和粉末状熟石灰反应可制得漂白粉,反应的化学方程式为
。
6.氢有三种同位素,写出其化学符号和名称 、 、 ;重水的化学式为 。由海水制重水的方法有 、 、 、 等。
〔方法导引〕
1.氯碱工业:以食盐为原料,用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、H2、Cl2,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业。
原理:阳极(C): 2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)
阴极(Fe): 2H++2e-=H2↑ (还原反应)
总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑
装置:离子交换膜电解槽
2. 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
⑴食盐水的精制:由于食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须除去。先加氯化钡,除去SO42-;再加碳酸钠,除去过量的Ba2+和Ca2+以及大部分的Mg2+、
Fe3+;再加氢氧化钠除去Mg2+、Fe3+,;最后用盐酸调整溶液的pH。这样处理的盐水中仍含有少量的Ca2+、Mg2+等金属阳离子,必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。
⑵电解:阳极区得到氯气;阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。
3.镁的工业制法:镁是活泼的金属,不宜用热还原法制取,一般采用电解熔融的MgCl2的方法。MgCl2主要存在于海水和光卤石中,所以制取MgCl2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰,使Mg(OH)2析出:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,再用盐酸溶解Mg(OH)2,然后将溶液浓缩,得到MgCl2晶体,将晶体在HCl中加热除去结晶水,即得无水MgCl2。然后电解熔融的MgCl2,MgCl2 Mg+Cl2↑,就可得到金属镁。
[例题1]海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
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